Защита телефонного модема или телефона
Сразу отмечу, что все приведенные ниже схемы могут использоваться и для защиты телефона, но в статье будет упоминаться только компьютерный модем, как устройство более дорогое и брльше всего нуждающееся в такой защите (правда, современный телефон с автоматическим определителем номера, автоответчиком и рядом других дополнительных функций может стоить не дешевле модема).
При изготовлении защитного устройства мы будем исходить из параметров обычных бытовых телефонных линий, имеющихся на территории России. В них используется постоянное напряжение 60 В (существуют еще офисные линии, где рабочее напряжение значительно ниже — 24 В, а за рубежом распространены 48- и 36-вольтовые линии). Следует также учитывать, что сигнал вызова, приходящий с АТС, — это переменное напряжение частотой 25 Гц и амплитудой до 160 В. Оно накладывается на постоянную составляющую напряжения в линии и суммарное может иметь амплитуду 200...220 В (по этой причине многие защитные устройства, разработанные для зарубежных линий, на наших использовать нельзя).
Простейшая схема защитного устройства показана на рис. 1.22. Она состоит из варисторов RU1...RU3 и резисторов R1, R2 — они ограничивают ток через варисторы, предохраняя таким образом их повреждение от перегрузки. А для того чтобы из-за неидентичности напряжения срабатывания у варисторов при помехе не получить в линии мощную дифференциальную помеху — используют комбинированное включение, как это показано (рис. 1.22). В этом случае сначала срабатывают варисторы RU2-RU3 и закорачивают проводники линии, а затем срабатывает RU1 и замыкает цепь на землю.
Рис. 1.22. Схема для защиты телефонного модема от перенапряжений в линии
В такой схеме иногда ставят на входе предохранители, которые нужны только для аварийных ситуаций, т. р. когда в линии продолжительное время действует повышенное напряжение или же используют в качестве резисторов R1-R2 — варисторы. Небольшое активное сопротивление в цепи прохождения сигнала никак не сказывается на качестве связи.
Наибольший интерес представляют двухступенчатые схемы, показанные на рис. 1.23. В варианте на рис. 1.23, а большая часть энергии помехи будет рассеяна газоразрядником. Второй ступенью защиты является варистор RU1 работающий совместно с ограничивающими ток в цепи резисторами R1 и R2. В двухступенчатых схемах часто устанавливают варисторы и диоды одновременно, как это показано на рис. 1.23, б. В этом случае варистор используется в качестве первичной защиты. Недостаточно быстрые варисторы, но способные поглощать большую мощность, дополняются более быстродействующими полупроводниковыми ограничителями. Несмотря на то, что стоить такой узел будет дороже, эти затраты окупятся за счет повышения надежности защиты.
Рис. 1.23. Двухступенчатая схема защиты телефонного модема от перенапряжений
В дорогих защитных устройствах промышленного изготовления (стоимостью до 0) иногда используют трехуровневую защиту, например, как это показано на рис. 1.24. Первый уровень обеспечивает газоразрядник (FV1), второй — варисторы RU1...RU3 совместно с резисторами (R1, R3), ограничивающими ток в цепи. Так как варисторы имеют технологический разброс по напряжению ограничения, резистор R3 позволяет настроить у них уровень срабатывания симметрично относительно заземления. Дальнейшее ограничение напряжения происходит на быстродействующих стабилитронах (TRANSIL-диодах). Такое комбинированное решение позволяет получить высокое быстродействие защиты при большом динамическом диапазоне по мощности возможной помехи.
Рис. 1.24. Вариант схемы промышленного трехступенчатого защитного устройства
При сборке конструкции постоянные резисторы можно использовать любого типа. При выборе варисторов, разрядников и сапрессоров надо ориентироваться на указанные на схеме напряжения срабатывания, тут большой простор для возможных замен, см. соответствующие таблицы из раздела 1.2.
Монтаж элементов схемы лучше выполнять на печатной плате с широкими проводниками. Конструктивно все узлы защиты помещаются в экранированном корпусе. Металлический корпус, кроме защиты от излучения высокочастотных помех, также может облегчить отвод рассеиваемой энергии помехи от элементов.
Литература: Радиолюбителям полезные схемы, Книга 5. Шелестов И.П.